Published January 1, 2020
| Version v1
Publication
Open
An Analysis on Tradable Permit Models for Last-Mile Delivery Drones
Creators
- 1. Instituto Tecnológico de Aeronáutica
Description
Drones can play a game-changing role in reducing both cost and time in the context of last-mile deliveries.This paper addresses the last-mile delivery problem from a complex system viewpoint, where the collective performance of the drones is investigated.We consider a last-mile delivery system with a tradable permit model (TPM) for airspace use.Typically, in other research works regarding last-mile delivery drones, a fully cooperative centralized scenario is contemplated.In our approach, due to the TPM, the agents (i.e.drones) need to compete for airspace permits in a distributed manner.We simulate the system and evaluate how different parameters, such as the arrival rate and airspace dimensions, impact the system behavior in terms of the cost and time needed by the drones to acquire flight permits, and the airspace utilization.We use a simplified simulation model, where the agents' strategies are naïve, and the drones' flight dynamics are not accounted for.Nevertheless, the simulation's level of detail is adequate for capturing interesting properties from the agents' collective behavior, as our results support.The obtained results show that the system's performance is satisfactory, even with naïve agents and under high traffic conditions.Moreover, a real-world implementation of our competitive decentralized approach would lead to advantages, such as fast permit transactions, simple computational infrastructures, and error resilience.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يمكن أن تلعب الطائرات بدون طيار دورًا مغيرًا للعبة في تقليل التكلفة والوقت في سياق عمليات تسليم الميل الأخير. تتناول هذه الورقة مشكلة تسليم الميل الأخير من وجهة نظر نظام معقدة، حيث يتم التحقيق في الأداء الجماعي للطائرات بدون طيار. نحن ننظر في نظام تسليم الميل الأخير مع نموذج تصريح قابل للتداول (TPM) لاستخدام المجال الجوي. عادة، في أعمال بحثية أخرى تتعلق بطائرات بدون طيار لتسليم الميل الأخير، يتم التفكير في سيناريو مركزي تعاوني بالكامل. في نهجنا، بسبب TPM، يحتاج الوكلاء (أي الطائرات بدون طيار) إلى التنافس للحصول على تصاريح المجال الجوي بطريقة موزعة. نقوم بمحاكاة النظام وتقييم كيفية تأثير المعلمات المختلفة، مثل معدل الوصول وأبعاد المجال الجوي، على سلوك النظام من حيث التكلفة والوقت اللازمين للطائرات بدون طيار للحصول على تصاريح الطيران، واستخدام المجال الجوي. نستخدم نموذج محاكاة مبسط، حيث تكون استراتيجيات الوكلاء ساذجة، ولا يتم احتساب ديناميكيات طيران الطائرات بدون طيار. ومع ذلك، فإن مستوى تفاصيل المحاكاة كافٍ لالتقاط خصائص مثيرة للاهتمام من السلوك الجماعي للوكلاء، حيث تدعم نتائجنا. تظهر النتائج التي تم الحصول عليها أن أداء النظام مرضٍ، حتى مع وجود وكلاء ساذجين وفي ظل ظروف حركة مرور عالية. علاوة على ذلك، فإن تنفيذ العالم الحقيقي لنهجنا اللامركزي التنافسي سيؤدي إلى مزايا، مثل معاملات التصاريح السريعة والبنى التحتية الحسابية البسيطة ومرونة الأخطاء.Translated Description (French)
Les drones peuvent jouer un rôle décisif dans la réduction des coûts et des délais dans le contexte des livraisons du dernier kilomètre. Ce document aborde le problème de la livraison du dernier kilomètre d'un point de vue système complexe, où la performance collective des drones est étudiée. Nous envisageons un système de livraison du dernier kilomètre avec un modèle de permis négociable (TPM) pour l'utilisation de l'espace aérien. Typiquement, dans d'autres travaux de recherche concernant les drones de livraison du dernier kilomètre, un scénario centralisé entièrement coopératif est envisagé. Dans notre approche, en raison du TPM, les agents (c.-à-d. les drones) doivent rivaliser pour les permis d'espace aérien de manière distribuée.Nous simulons le système et évaluons l'impact de différents paramètres, tels que le taux d'arrivée et les dimensions de l'espace aérien, sur le comportement du système en termes de coût et de temps nécessaire aux drones pour acquérir des permis de vol et d'utilisation de l'espace aérien.Nous utilisons un modèle de simulation simplifié, où les stratégies des agents sont naïves et la dynamique de vol des drones n'est pas prise en compte.Toutefois, le niveau de détail de la simulation est adéquat pour capturer des propriétés intéressantes du comportement collectif des agents, comme le confirment nos résultats.Les résultats obtenus montrent que le les performances du système sont satisfaisantes, même avec des agents naïfs et dans des conditions de trafic élevé. De plus, une mise en œuvre réelle de notre approche décentralisée compétitive entraînerait des avantages, tels que des transactions de permis rapides, des infrastructures de calcul simples et une résistance aux erreurs.Translated Description (Spanish)
Los drones pueden desempeñar un papel decisivo en la reducción tanto del costo como del tiempo en el contexto de las entregas de última milla. Este documento aborda el problema de la entrega de última milla desde un punto de vista complejo del sistema, donde se investiga el rendimiento colectivo de los drones. Consideramos un sistema de entrega de última milla con un modelo de permiso negociable (TPM) para el uso del espacio aéreo. Típicamente, en otros trabajos de investigación sobre drones de entrega de última milla, se contempla un escenario centralizado totalmente cooperativo. En nuestro enfoque, debido al TPM, los agentes (es decir, los drones) deben competir para permisos de espacio aéreo de manera distribuida. Simulamos el sistema y evaluamos cómo diferentes parámetros, como la tasa de llegada y las dimensiones del espacio aéreo, afectan el comportamiento del sistema en términos del costo y el tiempo que necesitan los drones para adquirir permisos de vuelo y la utilización del espacio aéreo. Utilizamos un modelo de simulación simplificado, donde las estrategias de los agentes son ingenuas y la dinámica de vuelo de los drones no se tiene en cuenta. Sin embargo, el nivel de detalle de la simulación es adecuado para capturar propiedades interesantes del comportamiento colectivo de los agentes, como respaldan nuestros resultados. Los resultados obtenidos muestran que el rendimiento del sistema es satisfactorio, incluso con agentes ingenuos y en condiciones de alto tráfico. Además, una implementación en el mundo real de nuestro enfoque descentralizado competitivo generaría ventajas, como transacciones rápidas de permisos, infraestructuras computacionales simples y resistencia a errores.Files
09222133.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:6788434aecc90e9fc5d576d9a3b068b2
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل لنماذج التصاريح القابلة للتداول للطائرات بدون طيار لتسليم الميل الأخير
- Translated title (French)
- Une analyse des modèles de permis négociables pour les drones de livraison du dernier kilomètre
- Translated title (Spanish)
- Un análisis sobre los modelos de permisos negociables para drones de entrega de última milla
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3094316289
- DOI
- 10.1109/access.2020.3030612
References
- https://openalex.org/W1578324136
- https://openalex.org/W1597721387
- https://openalex.org/W1971655145
- https://openalex.org/W1973917183
- https://openalex.org/W1989423044
- https://openalex.org/W2001713659
- https://openalex.org/W2002980638
- https://openalex.org/W2009018100
- https://openalex.org/W2026431007
- https://openalex.org/W2035797307
- https://openalex.org/W2053550118
- https://openalex.org/W2056035266
- https://openalex.org/W2057332089
- https://openalex.org/W2059979424
- https://openalex.org/W2060794637
- https://openalex.org/W2096705187
- https://openalex.org/W2097105809
- https://openalex.org/W2121681609
- https://openalex.org/W2132039247
- https://openalex.org/W2134033057
- https://openalex.org/W2245682929
- https://openalex.org/W2342656438
- https://openalex.org/W2471190594
- https://openalex.org/W2548903816
- https://openalex.org/W2602895625
- https://openalex.org/W2609088824
- https://openalex.org/W2784280653
- https://openalex.org/W2802948916
- https://openalex.org/W2934831062
- https://openalex.org/W2952101904
- https://openalex.org/W2962691117
- https://openalex.org/W2962753615
- https://openalex.org/W2990557569
- https://openalex.org/W2994730203
- https://openalex.org/W2997247157
- https://openalex.org/W3001261420
- https://openalex.org/W3023617420
- https://openalex.org/W3024921390
- https://openalex.org/W3121465794
- https://openalex.org/W3122961394
- https://openalex.org/W4245751240